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Description

Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8

  • mémoire


N° d'ordre : 2419 THESE présentée en vue d'obtenir I LE TITRE DE DOCTEUR DE L'INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE École doctorale : Matériaux – Structure - Mécanique Spécialité : Science et Génie des Matériaux Par ETCHEVERRY Bernard Titre de la thèse Adhérence, mécanique et tribologie des revêtements composites NiP – Talc multifonctionnels à empreinte écologique réduite. Soutenance prévue le 6 décembre 2006 devant le jury composé de : MM. Jacques –Alain PETIT Directeur de thèse Jean – Pierre CELIS Rapporteur Michel JEANDIN Rapporteur Patrick BENABEN Membre Jean – Pierre BONINO Membre Stéphane VAILLANT Membre Bernard VIGUIER Membre Joël ALEXIS Membre Jacques PAGETTI Jean DENAPE Membre invité Membre invité

  • laboratoire génie de production de l'ecole nationale

  • revêtement

  • propriétés physico-chimiques

  • influence des traitements thermiques

  • principes du nickelage chimique

  • ingénieur de recherche au lcmie

  • tribologie des revêtements composites

  • nickelage chimique en milieu hypophosphite


Sujets

Informations

Publié par
Publié le 01 décembre 2006
Nombre de lectures 46
Langue Français
Poids de l'ouvrage 5 Mo

Extrait

N° d’ordre : 2419

THESE


présentée

en vue d’obtenir

I LE TITRE DE DOCTEUR DE L’INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE



École doctorale : Matériaux – Structure - Mécanique

Spécialité : Science et Génie des Matériaux


Par ETCHEVERRY Bernard

Titre de la thèse Adhérence, mécanique et tribologie des revêtements composites
NiP – Talc multifonctionnels à empreinte écologique réduite.

Soutenance prévue le 6 décembre 2006 devant le jury composé de :


MM. Jacques –Alain PETIT Directeur de thèse
Jean – Pierre CELIS Rapporteur
Michel JEANDIN Rapporteur
Patrick BENABEN Membre
Jean – Pierre BONINO Membre
Stéphane VAILLANT Membre
Bernard VIGUIER Membre
Joël ALEXIS Membre
Jacques PAGETTI Membre invité
Jean DENAPE Membre invité















Pour mes parents, ma
famille et tous ceux qui m’ont
apporté leur soutien tout au
long de ces longues études. Cette étude a été réalisée au Laboratoire Génie de Production de l’Ecole Nationale
d’Ingénieurs de Tarbes, dirigé par le Professeur D. NOYES, à qui j’adresse ma profonde
reconnaissance pour m’avoir accueilli et confié la réalisation de ces travaux.

Je remercie Monsieur B. VIGUIER, Professeur à l’Ecole Nationale Supérieure de
Chimie de Toulouse de m’avoir fait l’honneur de juger ce travail et d’être président du jury.

Que Messieurs J.P. CELIS, Professeur à l’Université Catholique de Louvain et M.
JEANDIN, Professeur à l’Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris trouvent ici toute
ma reconnaissance pour avoir bien voulu examiner ce travail et tant que rapporteur et pour
leur participation au jury.

Je tiens également à remercier Messieurs J. PAGETTI, Professeur Emérite de
l’Université de Besançon, P. BENABEN, Professeur à l’Ecole Nationale Supérieure des
Mines de Saint Etienne et J. DENAPE, Professeur à l’Ecole Nationale d’Ingénieurs de Tarbes
de m’avoir fait l’honneur d’examiner cette étude en tant que membre du jury.

Ce travail s’inscrit dans les activités de recherche d’un programme région sous
l’intitulé « Revêtements composites à hautes caractéristiques thermomécaniques pour
l’industrie des transports » qui regroupaient autour de Turboméca de nombreux laboratoires
universitaires et industriels. Je tiens donc à remercier Messieurs F. CRABOS et S.
VAILLANT, ingénieurs à TURBOMECA pour l’intérêt qu’ils ont bien voulu porter à cette
étude et tout particulièrement Monsieur S. VAILLANT pour sa collaboration et sa
participation au jury.

J’adresse toute ma reconnaissance à J.P. BONINO, ingénieur de recherche au LCMIE
de l’Université Paul Sabatier pour ses nombreux conseils au cours de ces trois ans, pour sa
participation au jury et pour m’avoir fait profiter de ses compétences et de son expérience.

Je tiens à remercier T. MASRI, Maître de Conférences et Directeur des Etudes à l’ENI de
Tarbes pour m’avoir permis d’enseigner les traitements de surface et la métallurgie physique
aux élèves ingénieurs. Je remercie J.A. PETIT, Professeur des Universités à l’ENIT et
responsable de l’équipe Interfaces et Matériaux Fonctionnels, pour m’avoir fait confiance tout
au long de ces trois années, avoir pris des orientations et effectué des choix décisifs pour la
réussite de ce travail, et enfin pour son implication lors de la mise en oeuvre du mémoire.
J’ai eu la chance de travailler tout au long de cette thèse avec J. ALEXIS, Maître de
Conférences à l’ENIT, que je tiens à remercier chaleureusement pour sa disponibilité, son
soutien et son implication conséquente tout au long de ces 3 années qui ont été déterminant
dans l’aboutissement de ce travail.

Je ne saurai oublier D. ADRIAN et J.D BEGUIN, respectivement spécialiste de la
microscopie électronique à balayage et de la microscopie à force atomique comme de la
diffraction de rayons X au laboratoire Génie de Production pour leurs compétences et leur
disponibilité ; sans également omettre le soutien apporté par J. BOUFETTE ou L. IGLESIAS.

Merci aussi aux thésards, Projets de Fin d’Etude, stagiaires DEA, Master et autres pour
l’ambiance de travail exceptionnelle qu’ils ont apporté ; et encore tout particulièrement à F.
LE COZ, M. LECAT et C. GAUSSENS sans qui nombre d’essais et résultats n’auraient pas
été possible.
Je tiens aussi à remercier tous les membres du laboratoire Génie de Production qui ont
participé de près ou de loin à cette étude et plus particulièrement : Henriette, Cécile, Sébastien
M.…mais également Lionel, Vincent C. (futur ex thésard), pour leur aide et l’ambiance
sympathique et conviviale qui naît à leur contact.
Que toute l’équipe du LGP-ENIT, anciens comme nouveaux, trouve ici l’expression de
mon amitié.
Enfin, une attention toute particulière à mes parents, à toute ma famille et à tous mes amis
pour leur soutien et leurs encouragements.





Sommaire
CHAPITRE I : REVÊTEMENTS NiP PAR NICKELAGE CHIMIQUE......................- 5 -
I.1 ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE ..................................................................- 6 -
I.1.1 Introduction ............................................- 6 -
I.1.2 Les principes du nickelage chimique....................................................- 6 -
I.1.2.1 Les procédés par déplacement....................................- 7 -
I.1.2.2 cédés par contact ........................................................- 7 -
I.1.2.3 Les procédés par réduction chimique.........................- 7 -
I.1.2.4 Nickelage chimique en milieu hypophosphite ...................................- 8 -
I.1.3 Influences des paramètres de codéposition..............................- 9 -
I.1.3.1 Effet de la concentration en phosphore du bain .................................- 9 -
I.1.3.2 Effet du pH...........................................................................- 10 -
I.1.3.3 Effet de la température .................................
I.1.4 Propriétés mécaniques des revêtements NiP .........................- 10 -
I.1.4.1 Propriétés physico-chimiques..........................................................- 11 -
I.1.4.1.1 Structure et microstructure.....................
I.1.4.1.2 Stabilité thermique.....................................................................- 12 -
I.1.4.2 Propriétés mécaniques......................- 13 -
I.1.4.2.1 Influence de la teneur en phosphore pour des dépôts non traités...........
I.1.4.2.2 Traitements thermiques spécifiques aux revêtements NiP.....................- 14 -
I.1.4.2.3 Influence des particules insérées ................................................- 17 -
I.1.4.2.4 Conclusion..........................................................- 19 -
I.2 ETUDE EXPERIMENTALE............................................- 20 -
I.2.1 Elaboration des revêtements .......................................- 20 -
I.2.1.1 Nature du substrat.................................................................- 20 -
I.2.1.2 Gamme de préparation des surfaces.............................................................- 20 -
I.2.1.3 Choix du bain de nickelage et préparation des suspensions.............- 21 -
I.2.1.4 Conditions d’élaboration..............................................................................- 23 -
I.2.2 Topographie, morphologie et structure des revêtements .....- 24 -
I.2.2.1 Topographie.................................................................................................- 24 -
I.2.2.1.1 Influence de la teneur en talc......- 25 -
I.2.2.1.2 Influence des traitements thermiques.....................................................
I.2.2.2 Morphologie et microstructure des revêtements ..........................................- 25 -
I.2.2.2.1 Influence de la teneur en talc..............................- 28 -
I.2.2.2.2 Influence des traitements thermiques.........................................- 30 -
I.2.2.3 Structure cristalline des revêtements, contraintes résiduelles et texture ......- 31 -
I.2.2.3.1 Influence de la teneur en talc..................................................................- 32 -
I.2.2.3.2 Influence des traitements thermiques.....- 33 -
CHAPITRE II : ADHERENCE DES REVETEMENTS ................................................... 41
II.1 ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE .................................

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